Silmukkamenetelmä
Silmukkamenetelmä (myös silmukkavirtamenetelmä) on eräs sähköisten virtapiirien ja verkkojen ratkaisuun liittyvä systemaattinen menetelmä. Silmukkamenetelmässä käytetään Kirchhoffin jännitelakia ja tällöin saadaan selvitettyä virtapiirin silmukoissa kulkevat virrat.
- Nähdään virtapiiri moniruutuisena ikkunana ja merkitään joka ruutuun silmukkavirta
- Joka ruudulle kirjoitetaan oma jänniteyhtälö ja ratkaistaan silmukoissa kulkevat virrat.
- Ruuduille yhteisten komponenttien resistanssi/impedanssi pitää huomioida molempien silmukkavirtojen osalta.
- Silmukkavirran kiertosuunnan saa valita vapaasti.
Laskuesimerkki
Selvitetään piirissä kulkevat silmukkavirrat sekä haaroissa kulkevat yksittäiset virrat.
- Esimerkissä oletetaan vaihtovirtalähteiden toimivan samalla taajuudella: eri nimellistaajuuksisille virtalähteille ei menetelmää voi suoraan soveltaa.
- Laskuesimerkki pätee myös tasavirtapiireille.
- Kirjoitetaan jokaiselle ruudulle oma jänniteyhtälö:
- Nyt voidaan ratkaista silmukkavirrat , ja
- Yksittäisten haarojen virrat voidaan laskea seuraavasti:
- Mikäli virran arvoksi tulee negatiivinen luku, tarkoittaa se sitä, että virran todellinen kulkusuunta on vastakkainen piiriin merkitylle.
Muita virtapiirien laskentamenetelmiä
- Nortonin menetelmä
- Theveninin menetelmä
- Kirchhoffin laskentamenetelmä
- Tähtipistepotentiaalimenetelmä
- Solmumenetelmä
Lähteet
- Martti Valtonen & Anu Lehtovuori: Piirianalyysi osa 1: tasa- ja vaihtovirtapiirien analyysi. Helsinki: Unigrafia Oy, 2011. ISBN 978-952-92-8720-8.
- Kimmo Silvonen: Elektroniikka ja sähkötekniikka. Otatieto, 2018. ISBN 978-951-672-377-1.
- Vesa Linja-aho: Sähkötekniikan ja elektroniikan harjoituskirja korkeakouluille. Avoimet oppimateriaalit ry, 2014. ISBN 978-952-7010-04-4.
- Nigel P. Cook: Introductory DC/AC Circuits. Sixth Edition. Pearson Prentice Hall, 2005. ISBN 0-13-114006-X (englanniksi).
- Charles K. Alexander & Matthew N. O. Sadiku: Fundamentals of Electric Circuits. Seventh Edition. McGraw-Hill Education, 2021. ISBN 978-1-260-57079-3 (englanniksi).
Kirjallisuutta
- Voipio, Erkki: Virtapiirit ja verkot. Helsinki: Otatieto, 2001 (1976). ISBN 951-672-082-X.
Aiheesta muualla
- http://www.ct.tkk.fi/courses/ca1/PDF/color/week04.pdf TKK:n Piirianalyysin peruskurssin luentokalvot